【正文】 采用對稱分量法進行分析，故障后序網(wǎng)絡電路可參考 節(jié)中的圖 211。因此在后續(xù)分析中，僅考慮該控制下的 IBDG 為一恒功率源。， IBDG 對外表現(xiàn)出一恒定電流源。 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 46 頁 第 21 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 綜上所述，當系統(tǒng)中發(fā)生三相接地短路故障時， PQ控制下的 IBDG 故障特性根據(jù)故障的嚴重程度不同，可分為以下兩段定量關系： （ 1）當輸出電流未達到 IBDG 設定電流極限時滿足： )(3 m axIIUIS ?? ， IBDG 對外表現(xiàn)出一恒功率電源，出口端電壓隨故障電流輸出值的增大而減小。故障點越靠近分布式電源，系統(tǒng)的等值阻抗越小，電壓就越低，電流輸出值就越大。239。 .39。 正常運行時 ， IBDG 的輸出功率如式（ 217）所示。 此處為了簡化理論分析，仍以圖 214 所示的 IBDG 單獨供電系統(tǒng)，對恒功率控制的故障輸出特性進 行分析如下。由于 IBDG本身結構的關系，其零、負序電壓不明顯。然而，相較于線路阻抗 LineZ 及負荷等效阻抗 LoadZ ， IBDG的連接電抗 X 很小，因此當系統(tǒng)中發(fā)生不對稱短路故障后 IBDG 出口采集到的負序電壓也很?。▽τ谄渌愋偷牟粚ΨQ短路故障，零序電壓也有相同的結論）。這是因 為 IBDG 的逆變器出口對負序電壓短路，當系統(tǒng)發(fā)生不對稱故障時，只有連接電抗 X以及 IBDG 到故障點間的線路阻抗 LineZ 對負序電流起限流作用，因此很容易在 IBDG 中產(chǎn)生負序過電流。 2U?1Lin eZ+11L o a dZ+1kU? 1LI?2L ineZ+I?2L oa dZ+2kU? 2LI?jX 21 kkII ?? ?? 圖 212 BC 相間短路復合序網(wǎng) 由于恒壓恒頻控制，故障前后 IBDG 的輸出電壓 .1U 恒定，在系統(tǒng)阻抗已知的情況下，可以求得故障后的正序電流（線路與負載的正、負序等效阻抗相等）： L o a dL in eL in eL o a dL in e ZjXZ jXZZZUI?????22)(11?? （ 214） 可見，由于負序網(wǎng)絡的并聯(lián)導致系統(tǒng)總阻抗減小，正序電流較正常運行時有所增加。 以兩相相間短路為例，如圖 210 所示的三相電路中，當 k點發(fā)生兩相相間短路時，相對應的序網(wǎng)絡等值電路如圖 211所示， .1U 為相間短路時 IBDG 出口處的正序等效電動勢。 基于以上分析表明，在不對稱短路故障下，研究 IBDG 的輸出特性，可以忽略其輸 出電壓中的負序分量和三倍頻量的影響，將其近似等效為只包含基頻正序量的電壓源。以兩倍工頻頻率波動的直流側(cè)電容電壓的幅值與直流源的大小以及并聯(lián)電容的容值相關，電容越大，直流側(cè)的電壓越穩(wěn)定，同時二倍頻波動幅度越小。將式(210)代入式 (29)，得到在不對稱故障情況下 IBDG 出口三相電壓的瞬時值表達式，如式 (211)所示。它會影響到 IBDG 有限容量的直流電容電壓，會使直流側(cè)電壓產(chǎn)生一個二倍工頻的擾動，該結論在眾多文獻中得到推導和論證 12，并且有文 獻進行了仿真和實驗驗證 13。零序電流與 IBDG 輸出的正序電壓相乘得到的三相瞬時功率和為零，所以它對直流側(cè)電壓沒有影響。 ?????????????)120cos()120cos()cos(?????wtKUuwtKUuwtKUucSCcSBcSA （ 29） 在系統(tǒng)發(fā)生不對稱故障的情況下， IBDG 中會流過負序、零序電流。設 CU 為直流側(cè)電容電壓，逆變器輸出三相電壓瞬時值分別為SAu 、SB、SCu，他們之間的關系如式 (29)所示。通常取 A相作為基準項，其對稱分量與三相向 量之間的關系為： 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 46 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ??????????????????????????????????????????????????????...22.0.2.1.0.2.11111131cbaaaaFFFaaaaFFFFFF ???????????????????????????????????????0.2.1.22...11111FFFaaaaFFFcba （ 28） 式中 ?120jea? ， 并且 01 2 ??? aa ， 13?a ；正序分量 .1F 的三相幅值分別相等，相位彼此之間相差 32? ，相序為順時針方向；負序分量 .2F 的三相幅值也相等，相位彼此之間相差 32? ，相序與正序恰好相 反；零序分量 .0F 的三相幅值相等，相位相同。 2) 不對稱故障 當系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路、兩相相間短路或兩相短路接地等類型的不對稱故障時，由于系統(tǒng)的對稱性受到破壞，網(wǎng)絡中會出現(xiàn)不對稱的電流和電壓。 由于在第 (2)、 (3)的故障特性下 ， IBDG 出口電壓會有大幅度的跌落，分布式電源自身的 低電壓保護將迅速動作使其退出運行。 （ 2）在輸出視在功率達到極限之后，輸出電流達到極限之前滿足：)(3 m axIIIUS ??? ， IBDG 表現(xiàn)為一恒功率源。此時， IBDG的輸出功率 max3 IUS ??? 將隨著出口電壓的跌落而下降。 為了保障電力電子器件運行的安全性和穩(wěn)定性，在逆變器的控制裝置中，大都設有一個電流限制裝置。 ?????????????????ffffZSIZSUZUZIIUS33333m a xm a x22m a x （ 27） 可見，當輸出功率達到極限 maxS 后，作為微電網(wǎng)能量平衡的調(diào)節(jié)器， IBDG 將無法繼續(xù)維持恒壓恒頻控制，導致出口電壓下降。 故障點越接近分布式電源，則系統(tǒng)等效阻抗越小，輸出電流越大，輸出功率也越大。 ??? ?? ?? IUS ZZIU Loa dLin e3 )(?? （ 25） 當線路末端發(fā)生三相金屬性接地故障時， IBDG 出口電壓、電流及功率關系如式（ 26）。 1) 三相短路故障 當系統(tǒng)中發(fā)生三相短路故障時，由于各相對稱，因此可簡化為單相電路進行分析。 恒壓恒頻控制下 IBDG 的故障輸出特性分析 本節(jié)以如圖 29所示的等效電路，以恒壓恒頻控制的 IBDG 單獨供電的系統(tǒng)為例，進行不同類型故障的理論分析。 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 46 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 由于橢圓形虛線括起的兩部分的外部表現(xiàn)基本相同，因此這種簡化是合理的。以直流 交流的并網(wǎng)方式為例，其模型簡化如圖 28 所示。由于電容的儲能作用，直流側(cè)母線電 壓不易發(fā)生突變。 V/f 控制方式結構如圖 27 所示。因此 V/f控制方式應具有較高的動態(tài)響應性能，能更快響應跟蹤負荷投切，保證逆變器輸出電壓穩(wěn)定。 V/f 控制方式的實質(zhì)是不論逆變電源輸出功率如何變化，逆變器輸出的電壓幅值和頻率一直維持不變。 2) V/f 控制 通常 V/f 控制方式用于微電網(wǎng)孤島運行時的逆變電源。由于 qu = 0，所以當設定逆變器輸出有功功率refP和無功 refQ ，則 逆變器輸出參考電流為 ??????????drefqrefdrefdrefuQiuPi （ 24） 由式可以看出，有功功率 P 由 di 決定，無功功率 Q由 qi 決定，把逆變器輸出功率的控制問題轉(zhuǎn)化成對電流的控制問題，其控制原理如圖 26所示，經(jīng)過 dq0坐標轉(zhuǎn)換，對功率進行解耦后，將實際測量的功率值與給定值相比較，經(jīng)過 PI 控制器實現(xiàn)無差控制。逆變器三相對稱系統(tǒng)中，并網(wǎng)基波電壓為 nu ，相電壓幅值為 mU ，則有： 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 46 頁 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ?????????????????????????????)32c o s ()32c o s ()c o s (??wtUwtUwtUUUUmmmcba （ 21） 從靜止 abc 坐標系到旋轉(zhuǎn) dq 坐標系的變換 (稱為 Park 變換，或 dq 變換 )： ??????????????????)32s i n ()32s i n ()s i n ()32c o s ()32c o s ()c o s (????wtwtwtwtwtwtT dqabc （ 22） 對 nu 進行 dq 變換可得： ???????????????????????? ? 0mcbadqabcqd UuuuTuu （ 23） 可以看出三相電壓在靜止 abc 坐標系下是耦合的，但是在旋轉(zhuǎn) dq坐標下， d 軸分量和 q 軸分量不相耦合，并且 du 為一個常數(shù)， qu =0。這類電源一般采用 PQ控 制策略，即跟蹤目標的最大功率輸出，